Химическое осаждение из паровой фазы (CVD) - это метод, используемый для выращивания алмазов из смеси углеводородных газов. Процесс включает в себя помещение тонкой алмазной затравки в герметичную камеру, нагрев ее до температуры около 800 градусов Цельсия и заполнение камеры газом с высоким содержанием углерода, например метаном, смешанным с другими газами. Газы ионизируются, разрывая свои молекулярные связи и позволяя чистому углероду прилипнуть к алмазной затравке. Затем этот углерод нарастает, атом за атомом, слой за слоем, образуя новый кристалл алмаза.
Подробное объяснение:
-
Подготовка алмазной затравки:
-
Процесс начинается с выбора тонкого кусочка алмазной затравки, обычно толщиной около 300 микрон и размером 10x10 мм. Эта затравка часто берется из ранее созданного в лаборатории алмаза. Его тщательно очищают, чтобы убедиться в отсутствии дефектов, поскольку любые примеси могут превратиться во включения в новом бриллианте.Установка камеры:
-
Очищенное алмазное зерно помещается в герметичную камеру. Герметизация необходима для того, чтобы предотвратить проникновение внешних газов, которые могут повлиять на чистоту и качество выращиваемого алмаза.
-
Введение газов:
-
Затем камера заполняется богатой углеродом газовой смесью, обычно метаном в сочетании с водородом. Иногда для ускорения процесса может добавляться азот, хотя это может привести к появлению желтоватого оттенка в алмазе, чего обычно избегают производители высококачественных синтетических алмазов.Нагрев и ионизация:
-
Газы внутри камеры нагреваются до очень высоких температур, обычно около 800°C. Такая высокая температура необходима для расщепления углеродсодержащего газа и водорода, что способствует образованию реактивных групп. Затем газы ионизируются, часто с помощью микроволн или лазеров, что приводит к разрыву молекулярных связей в газах.
-
Осаждение и рост:
Процесс ионизации приводит к разрушению молекул газа, что позволяет чистому углероду прилипать к алмазной затравке. Этот углерод медленно нарастает на затравку, образуя прочные атомные связи с существующей алмазной структурой. Рост происходит слой за слоем, причем каждый слой увеличивает размер и сложность кристалла алмаза.
Контролируемая среда:
